Pulsjetmotoren er en slags kraftenhet som fungerer etter prinsippet om å blande luft og pulsjetkraft. Disse motorene er lett gjenkjennelige på sin karakteristiske sterke lyd. Blant fordelene i forhold til analoger er en ekstremt forenklet design og lav vekt. Vi vil vurdere de gjenværende funksjonene til aggregatene nedenfor.
History of Creation
De første utviklingene av pulsjetmotoren (ramjet) er offisielt datert til andre halvdel av 1800-tallet. På 60-tallet fikk to oppfinnere, bortsett fra hverandre, patent på en ny design av propeller. Utviklingen til Teleshov N. A. og Charles de Voilier for den perioden var av liten interesse for noen. Men på begynnelsen av 1900-tallet ga tyske ingeniører oppmerksomhet til dem, som lette etter et verdig alternativ til stempelkraftenheter.
Under andre verdenskrig ble tysk luftfart fylt opp med et flyprosjektil av typen FAA, somutstyrt med en ramjet. Til tross for at det spesifiserte elementet var dårligere i tekniske parametere enn stempelvariasjoner, var det populært. Dette faktum skyldes enkel design og lave kostnader. I kjent historie var dette det eneste tilfellet da slike motorer ble brukt til å utstyre fly i seriell skala.
Forsøk på å forbedre
Etter krigens slutt forble pulsjetmotoren i militær utvikling en stund. Den ble brukt som propell for luft-til-bakke missiler. Lav effektivitet, lav utskytningshastighet og behovet for akselerasjon ved utskyting er årsakene som har blitt nøkkelen til ytterligere reduksjon av posisjonen til ramjet til null.
Denne motortypen har nylig begynt å interessere ingeniører og amatører igjen. Det er nye utbygginger, andre forbedringsordninger. Det er ganske mulig at de oppdaterte modifikasjonene igjen vil vises i utstyret til militær luftfart. Dens praktiske anvendelse i dag er modellering av rakett- og flyprototyper ved bruk av moderne konstruksjonsmaterialer.
Pulsende jetmotorenhet
Den betraktede enheten er et hulrom åpent på begge sider. Et luftinntak er montert ved innløpet, bak det er en trekkenhet med ventiler. Designet inkluderer også flere forbrenningskamre, en dyse for å frigjøre en jetstrøm. Innløpsventilen er produsert i flere konfigurasjoner, forskjellige i design og utvendigsinn. Et av alternativene er rektangulære lamellplater som monteres på en ramme, åpnes eller lukkes under trykkfall. Den andre, mer kompakte versjonen - "kronblader" av metall plassert i en sirkel.
Det er en tennplugg i brennkammeret. Dette elementet produserer en rekke utslipp, og etter å ha nådd ønsket konsentrasjon av drivstoff, antennes ladningen. Siden motoren har en beskjeden størrelse, varmes stålveggene på enheten intensivt opp og er i stand til å aktivere drivstoffblandingen på samme måte som et stearinlys.
Arbeidsprinsipp
Fordi en pulserende jetmotor opererer i sykluser, har den flere grunnleggende sykluser. Blant dem:
- Inntaksprosess. På dette stadiet åpner innløpsventilen, utblåst luft kommer inn i forbrenningskammeret. Samtidig, gjennom dysene, kommer drivstoff inn, som et resultat av at det dannes en slags drivstoffladning.
- Den resulterende blandingen antennes av en tennplugg, hvoretter høytrykksgasser observeres. Under deres handling er innløpsventilen tilstoppet.
- Videre blåses forbrenningsproduktene ut gjennom munnstykket, og skaper strålekraft. Dette skaper et vakuum i forbrenningskammeret. Prosedyren gjentas - innløpsventilen åpnes og passerer neste porsjon luft.
Drivstoff tilføres av injektorer med tilbakeslagsventilmekanisme. Når trykket i forbrenningskammeret synker, kommer neste dose drivstoff inn. Etter å ha økt trykket stopper tilførselen. Det skal bemerkes at på laveffekt flymodeller, dyseneer fraværende, og systemet fungerer etter den tradisjonelle forgasserordningen.
Designfunksjoner
Pulsjetmotoren, som tegningen og diagrammet er vist nedenfor, har en inntaksventil foran forbrenningskammeret. Dette er hovedforskjellen fra de nærmeste "brødrene" som ramjet og jetmotor. Denne delen er ansvarlig for å forhindre retur av forbrenningsprodukter, som bestemmer deres retning direkte inn i dysen. Konkurrerende varianter trenger ikke spesielt ventiler, siden luften umiddelbart tilføres under trykk med forkompresjon. En slik "bagatell" er faktisk et stort pluss i driften av den aktuelle enheten, når det gjelder forbedring av termodynamiske egenskaper.
En annen forskjell er arbeidets sykliske natur. For eksempel, i en turbojetmotor, brennes drivstoff kontinuerlig, noe som garanterer jevn og jevn skyvekraft. I en ramjet gir syklusene svingninger i strukturen. For å garantere maksimal amplitude kreves vibrasjonssynkronisering av alle deler. Dette punktet oppnås ved å velge optimal dyselengde.
Pulsjetmotoren er i stand til å operere ved lave hastigheter eller i en inaktiv posisjon i fravær av motgående luftstrøm. Denne fordelen i forhold til direktestrømversjonen er svært diskutabel, siden innledende akselerasjon er nødvendig for å skyte opp en rakett eller et fly under disse forholdene.
varianter
I tillegg til den vanlige versjonen av pulsjet med rett og innløpsventil, finnes det også ventilløse og detonasjonsversjoner.
Den første modifikasjonen er ikke utstyrt med en innløpsventil. Dette skyldes sårbarheten og den raske slitasjen til tilleggsdelen. I denne utførelsesformen er levetiden til kraftverket lengre. Ved design er enheten en form i form av bokstaven U, hvis ender er rettet nedstrøms for jet-skyvekraften (bakover). Kanalen som er ansvarlig for trekkraft er litt lengre. Et kort rør kommer inn i luftstrømmen inn i brennkammeret. Som et resultat av forbrenning og utvidelse av gasser, blir noen av dem returnert tilbake gjennom det angitte innløpet. En slik anordning gjør det mulig å gi forbedret ventilasjon av arbeidskammeret. Det er ingen tap av drivstoffladning gjennom innløpsventilen, noe som skaper en liten "gevinst" i trekkraften.
Detonasjonstypen ramjet er designet for å brenne en ladning med drivstoff gjennom detonasjon. Det vil si at ved et konstant volum oppstår en kraftig økning i trykket til drivstoff-luftblandingen i forbrenningskammeret. I dette tilfellet øker volumet fra det øyeblikket gassene beveger seg langs dysedelen. Denne løsningen gjør det mulig å øke den termiske effektiviteten. For øyeblikket er ikke denne motorkonfigurasjonen i drift, da den er på stadiet med forskning og forbedringer.
Pros
Prinsippet for drift av en jet pulserende motor, sammen med enkel design og lave kostnader, er hovedfordelene med det aktuelle systemet. Dissekvalitet førte til utseendet til disse motorene på militære missiler, flygende mål og andre objekter der ikke holdbarhet er viktig, men rask levering av flyet til målet med den mest forenklede konfigurasjonen av "motoren". Fans av flymodellering setter pris på den aktuelle modifikasjonen av samme grunner. Kompakte, billige og lette motorer er flotte for flymodeller. Et annet pluss er muligheten til å lage en elementær pulserende jetmotor med egne hender.
Ulemper
Blant manglene er det også mange punkter, nemlig:
- høy grad av støy under drift;
- for høyt drivstofforbruk;
- tilstedeværelse av drivstoffrester etter bruk;
- økt sårbarhet for innløpsventil;
- hastighetsgrense.
Til tross for alle ulempene, er ramjet i sitt segment fortsatt etterspurt. En slik motor er uunnværlig for engangslanseringer, spesielt hvis det er upraktisk å montere kraftige og dyre versjoner.
DIY-detonasjonspulsjetmotor
Først må du lage en tegning med utvikling av fremtidige detaljer. Hvis du husker det grunnleggende om skolegeometri og har minimale tegneferdigheter, kan du begynne å jobbe. Den enkleste ordningen er sylindriske rør. Det tegnes rektangler, hvorav den ene siden vil være lik lengden, og den andre - til diameteren (multiplisert med 3, 14 - tallet "pi"). Koniske og sylindriske rømmer kan utføres ved å finnenødvendig veiledning i enhver tegningsmanual.
Den andre viktige saken er valget av metall. Alternativt kan rustfritt stål eller lavt kullsvart stål brukes. La oss dvele ved det andre alternativet, siden det er lettere å behandle og danne. Minste platetykkelse er 0,6 mm. I dette tilfellet var størrelsen 1 mm.
Forberedende prosess
Før du begynner å bygge en pulserende jetmotor med egne hender, må du rense plateemner for rust og støv. For dette er en standard kvern ganske egnet. For din sikkerhet, bruk hansker siden kantene på arkene er skarpe og fulle av grader.
Før du starter hovedarbeidet, må du utarbeide tegninger og pappmaler av deler i full størrelse. For å oppnå en nøyaktig konfigurasjon og dimensjoner, er konturene skissert med en permanent markør. Det er sterkt ikke anbef alt å kutte rømmene med en sveisemaskin, uansett hvor moderne den måtte være. Faktum er at delene oppnådd på denne måten er svært dårlig sveiset i kantene. Det anbefales å bruke elektriske metallsakser til dette formålet, siden det i den manuelle versjonen er stor risiko for å bøye kantene på arbeidsstykkene. Du må kutte forsiktig, feste den behandlede malen sikkert med en klemme eller annen passende metode.
Main Stage
Når du lager en pulsjetmotor hjemme, husk at rør med fast diameter er enkle å danne nårhjelp av en større analog. Det er fullt mulig å utføre operasjonen med hendene på grunn av spakprinsippet, hvoretter kantene på arbeidsstykket behandles med en hammer, bøyer dem til ønsket tilstand. Det er ønskelig at endene danner et plan ved sammenføyning, noe som vil forbedre plasseringen av sveisen. Det er vanskeligere å bøye ark inn i et rør, du trenger en bender eller ruller. Dette profesjonelle verktøyet er ikke for alle. Barlind kan brukes som et alternativ.
Et viktig og møysommelig øyeblikk er sveisingen av en tynn metallplate. Spesielle ferdigheter vil kreves her, spesielt hvis manuell buesveising brukes i prosessen. Det er bedre for nybegynnere å ikke prøve å eksperimentere (den minste overeksponering av elektroden på et tidspunkt fører til å brenne et hull). I tillegg kan bobler komme inn i sømområdet, som senere garanterer en lekkasje. Det er best å slipe sømmen til en minimumstykkelse, noe som lar deg se "ekteskapet" med det blotte øye umiddelbart. De avsmalnende segmentene bøyes for hånd, og krymper den smale enden av arbeidsstykket rundt røret med liten diameter, noe som gjør mer innsats enn den brede delen.
Anbefalinger
Når du vet hvordan du lager en pulsjetmotor selv, kan du bruke den på flymodeller eller for å få fart på et skateboard. Erfarne brukere anbefaler at for å oppnå den optimale sammensetningen av drivstoffblandingen først tilføre gass til motoren, fylle forbrenningskammeret helt med det. Deretter aktiveres tenningsgnisten. Luft tilføres sist, etter å ha nåddoptimal konsentrasjon av alle komponenter – lansering pågår.
